[发明专利]一种氧化铝生产蒸发母液增浓和排碳酸钠盐方法

说明书

一种氧化铝生产蒸发母液增浓和排碳酸钠盐方法，涉及一种拜耳法生产氧化铝环节中的工艺方法。其特征在于取消了强制循环蒸发器，取消了传统的对部份蒸发母液进行超浓缩蒸发作业，将拜耳法氧化铝生产过程中正常损耗消耗所需补充的碱采用固体烧碱或者高浓度液体烧碱与需要排盐的部份蒸发母液配制成排盐原液直接加到排盐沉降槽中，并分批加入无水乙醇，进行碳酸钠析出排盐，将沉降的碳酸钠结晶及沉降槽底流泵送过滤机进行碳酸盐和蒸发碱液的液固分离；分离出的固相进行苛化处理(苛化处理后苛化液送回拜耳法生产系统)或送烧结法生产氧化铝，分离出的液相和沉降槽溢流即是排盐后符合技术规程条件的排盐后母液，一同入母液槽后进行循环碱液调配。

技术领域

本发明属于氧化铝生产工艺，特别涉及拜耳法中蒸母液增浓和排碳酸钠盐方法。

背景技术

氧化铝生产中铝酸钠溶液中的Na₂O包括氢氧化钠(俗称苛性碱NaOH)、碳酸钠(俗称碳碱Na₂CO₃)、硫酸钠(Na₂SO₄)等。由于铝土矿和石灰等生产原料的带入二氧化碳(CO₂)在溶出过程的反苛化反应、以及溶液在输送过程带入空气中的CO₂等原因，使流程中的碳酸钠含量不断升高。对于拜耳法生产氧化铝来说，只有NaOH中的OH—能溶出铝土矿中的氧化铝得到铝酸钠溶液，而碳酸钠升高达到溶液的平衡溶解度后不但增加系统的循环液量，影响氢氧化铝分解产品质量，而且会造成溶液在蒸发或溶出的闪蒸过程铝酸钠溶液碱浓度较高的环节结晶析出堵塞管道，严重时会造成生产流程中断。利用溶液中苛性碱浓度的升高或者温度的降低、当碳酸钠含量超过平衡溶解度后碳酸钠结晶析出这一特性来排出过多的碳酸钠，此过程称之为排盐。因此，通常在拜耳法生产工艺中要设置专门的蒸发母液超浓缩蒸发--排盐工序以减少系统碳碱的含量。生产上，通常对铝酸钠溶液分解后的分解母液采取4—7效降膜蒸发器蒸浓后，Na₂O_k浓度达到180-250g/l,部份再通过强制循环蒸发器进行进一步提高碱浓度，达到280-320g/l，以提高碳酸钠的过饱和度，然后将高浓度的铝酸钠溶液(即排盐原液)送入排盐沉降槽内，加入部份晶种，降低溶液温度后，由于碳酸钠的平衡浓度降低从而使碳酸钠结晶析出，碳酸钠晶体由排盐沉降槽底流进入排盐过滤机进行液固分离，过滤滤饼即碳酸钠结晶进行苛化反应后返回拜耳法流程或送烧结法系统生产氧化铝；沉降槽溢流和过滤机滤液即为碳酸钠含量较低的排盐母液，排盐母液与另一部分浓度相对较低的蒸发母液混合调配后成为循环母液。一般氧化铝企业控制排盐前铝酸钠溶液中的Nc/Nt≤12％，排盐母液与未经排盐的部份蒸发母液混合后的循环母液中Nc/Nt≤10％，以保证生产安全稳定。此技术的缺点是，强制循环蒸发器投资大、运行能耗成本高。

在生产过程中，由于部分苛性碱NaOH与氧化硅反应形成钠硅渣(NaO·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O)进入赤泥被排除流程，以及其他损耗，因此每生产1吨氧化铝需要补充所消耗的NaOH 50-150公斤(因矿石质量高低而异)，即所谓的拜耳法生产氧化铝补碱。通常拜耳法补碱的方法，是在碱液调配循环碱液时按要求将液碱直接加入到循环碱液中。生产操作中，进行循环碱液调配要计算和调整蒸发原液、蒸发母液和液碱三种溶液的流量比例。

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提出一种能取消强制循环蒸发器、使蒸发母液提高浓度排盐的方法，并有效简化拜耳法母液蒸发工艺、降低蒸发蒸汽消耗、降低成本费用，简化循环碱液调配的工艺流程、使碱液调配操作更加方便准确、排盐效率高，满足生产条件的氧化铝生产中排除碳酸盐的方法。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提出一种能取消强制循环蒸发器、使蒸发母液提高浓度排盐的方法，并有效简化拜耳法母液蒸发—强制循环超浓缩蒸发—排盐工艺、排盐效率高的氧化铝生产中排除碳酸盐的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。